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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken, die bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Stand der Technik
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Bearbeitungsvorrichtungen der eingangs genannten Art werden bei der Bearbeitung und Herstellung von Werkstücken in der Möbel- und Bauelementeindustrie und anderen Industriezweigen verbreitet eingesetzt. Diese Maschinen können beispielsweise zum spanenden Bearbeiten, Beschichten, Kantenanleimen oder vielfältige andere Bearbeitungs- und Veredelungsvorgänge der Werkstücke genutzt werden. Die Bearbeitungseinheiten dieser Maschinen sind häufig an einem Maschinenbett und Maschinenelementen aufgebaut, die traditionell aus Stahl bzw. Stahlblech hergestellt werden.
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Die zunehmenden Bearbeitungsgeschwindigkeiten und hiermit verbundenen dynamischen Kräfte der Bearbeitungsmaschinen führen dazu, dass das Schwingungsverhalten der Bauteile der Maschine kontinuierlich an Bedeutung gewinnt. Vor diesem Hintergrund wurde vorgeschlagen, das Maschinenbett oder andere Maschinenteile aus Polymerbeton herzustellen, d. h. einem Gemisch aus einem synthetischen Bindemittel und Zuschlagstoffen (vgl. beispielsweise
DE 10 2005 736 A1 ).
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Allerdings hat sich gezeigt, dass derartiger Polymerbeton zwar eine hohe Zug- und Druckfestigkeit besitzt, jedoch aufwändig und vergleichsweise teuer herzustellen ist.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Bearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, deren Maschinenbett für dynamische Beanspruchungen geeignet ist und sich gleichzeitig einfach und kostengünstig herstellen lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Schwingungsdämpfungsverhalten der Bearbeitungsmaschine durch eine gezielte Materialauswahl bestimmter Maschinenbauteile zu verbessern. Dabei macht sich die Erfindung die Erkenntnis zu Nutze, dass zementgebundener Beton ein ausgezeichnetes Schwingungsdämpfungsverhalten aufweist, das u. a. durch die Energieabsorption in Folge der inneren Reibung des Materials zwischen den teils groben und teils feinen Körnern entsteht. Vor diesem Hintergrund ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bearbeitungsvorrichtung zumindest abschätzweise aus zementgebundenem Beton, insbesondere Faserbeton besteht. Hierdurch lässt sich nicht nur das Schwingungsdämpfungsverhalten der erfindungsgemäßen Maschine deutlich verbessern, sondern dieses Ziel lässt sich auch zu geringen Kosten, durch einfache Maßnahmen und bei einfacher Konstruktion erreichen. Gleichzeitig lässt sich die Dauerhaftigkeit der Maschine steigern. Nicht zuletzt lässt sich in einigen Anwendungsfällen sogar eine Gewichtsreduzierung der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine erzielen.
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Im Rahmen der Erfindung können unterschiedlichste Abschnitte der Bearbeitungsvorrichtung aus zementgebundenem Beton bestehen, wobei zumindest ein Abschnitt aus zementgebundenem Beton hergestellt ist, der ausgewählt ist aus einem Maschinenbett, einer Führungseinrichtung wie einem Ausleger oder Portal, einem Schlitten, insbesondere Kreuzschlitten, einem Gehäuse, und einer Halteeinrichtung für die Bearbeitungseinrichtung, insbesondere für Bearbeitungswerkzeuge und/oder Bearbeitungsaggregate.
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Ferner eignet sich die Erfindung besonders gut für unterschiedlichste Maschinengattungen, die in den abhängigen Ansprüchen 3 bis 11 im Einzelnen genannt sind. Bei diesen Maschinengattungen hat sich der Einsatz von zementgebundenem Beton als besonders vorteilhaft erwiesen, da sich durch das verbesserte Schwingungsdämpfungsverhalten nicht nur ein ruhigerer Maschinenbetrieb, sondern auch ein deutlich verbessertes Bearbeitungsergebnis ergibt. Ferner führt das verbesserte Schwingungsdämpfungsverhalten dazu, dass die übrigen Bauteile der Maschine wie insbesondere Bearbeitungsaggregate, Werkzeuge, oder dergleichen von Schwingungen befreit und somit geschont werden, was deren Lebensdauer deutlich verlängert beziehungsweise den Einsatz kostengünstigerer und weniger aufwendiger Aggregate und Maschinenelemente ermöglicht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt schematisch eine Bearbeitungsvorrichtung als bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt schematisch eine weitere Bearbeitungsvorrichtung als bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt schematisch eine Teilansicht eines Fördermittels;
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4 zeigt schematisch eine weitere Bearbeitungsvorrichtung als bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 zeigt schematisch eine weitere Bearbeitungsvorrichtung als bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt schematisch eine weitere Bearbeitungsvorrichtung als bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Eine Vorrichtung 1 zum Bearbeiten von Werkstücken 2 ist in 1 schematisch in einer Perspektivansicht dargestellt. Die Vorrichtung 1 dient – ebenso wie die übrigen nachfolgend beschriebenen Vorrichtungen – bevorzugt zum Bearbeiten von Werkstücken, die zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen bestehen, wie sie beispielsweise im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie verbreitet zum Einsatz kommen.
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Die in 1 gezeigte Vorrichtung 1 umfasst zunächst ein Fördermittel 10, das in der vorliegenden Ausführungsform als Endlosumlaufelement in Form einer sogenannten Magnetkette ausgebildet ist. Dabei ist zu beachten, dass das Endlosumlaufelement 10 in 1 nur teilweise gezeigt ist. Alternativ sind selbstverständlich auch andere Endlosumlaufelemente möglich, wie beispielsweise einfache Ketten, Riemen, Bänder oder dergleichen. Das durch das Endlosumlaufelement gebildete Fördermittel 10 dient dazu, die Werkstücke 2 aufzunehmen und in einer Förderrichtung (von links nach rechts in 1) zu fördern.
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Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine Tragkonstruktion 40, 42, 44, 46, die eingerichtet ist, die Stütz- und Reaktionskräfte des Fördermittels 10 abzutragen. Zu diesem Zweck umfasst die Tragkonstruktion zunächst einen balkenförmigen Träger 40, der als unmittelbare Führung für die Magnetkette 10 ausgebildet sein kann. Dieser stützt sich über eine Abstützung 46 auf einem balkenförmigen Grundträger 44 ab, der wiederum auf Maschinenfüßen 46 gelagert ist.
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Ferner umfasst die Vorrichtung 1 in der vorliegenden Ausführungsform einen sogenannten Oberdruck, der ebenfalls ein Endlosumlaufelement 10 aufweist, der durch eine Tragkonstruktion 42, wiederum in Form eines balkenförmigen Trägers, gestützt wird. Über Ständer 48 ist der Träger 42 mit dem Grundträger 44 verbunden.
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In der vorliegenden Ausführungsform bestehen alle Bauteile der Tragkonstruktion 40, 42, 44, 46 und 48 zumindest abschnittsweise aus zementgebundenem Beton, wobei auch nur einige Teil der Tragkonstruktion ganz oder teilweise aus Zement gebundenem Beton hergestellt werden können.
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Der erfindungsgemäße Beton zeichnet sich dadurch aus, dass er einen niedrigen Wasser-Bindemittelwert von höchstens 0,30 und eine hohe Biegezugfestigkeit von mindestens 15 MPa aufweist. Dabei ist der Wasser-Bindemittelwert definiert als das Verhältnis zwischen der Masse des wirksamen Wassergehaltes (kg) und der Masse des anrechenbaren Bindemittelgehaltes (kg). Die Biegezugfestigkeit kann im Rahmen eines Vierpunktbiegeversuchs an prismatischen Probekörpern ermittelt werden, beispielsweise mittels des in den Richtlinien des Deutschen Betonvereins definierten Vierpunktbiegeversuchs.
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Konkret weist der Beton in der vorliegenden Ausführungsform einen Wasserbindemittelwert von ca. 0,18 und eine Biegezugfestigkeit von ca. 30 MPa auf. Ein weiterer, wesentlicher Materialparameter des Betons ist seine Druckfestigkeit, die in der vorliegenden Ausführungsform mindestens 150 MPa beträgt, wobei die Druckfestigkeit des Betons als Bemessungswert der Druckfestigkeit nach DIN 1045-1 definiert ist.
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Zur Erreichung dieser Festigkeitswerte trägt bei, dass der Beton in der vorliegenden Ausführungsform Fasern enthält, wie beispielsweise Metallfasern, Kunststofffasern oder andere geeignete Fasern. Hierdurch erhöhen sich jedoch nicht nur die Festigkeitswerte des Betons, sondern der Beton wird auch weniger rissanfällig, besitzt ein verbessertes Schwindverhalten und eine erhöhte Dauerhaftigkeit. Ferner trägt das Vorsehen von Fasern im Beton dazu bei, die Notwendigkeit stabförmiger Bewehrungseinlagen wie gerippten Betonstahlstäben in den tragenden Maschinenteilen zu vermindern, so dass je nach Anwendungsfall und Betoneigenschaften in vielen Fällen vollständig auf derartige Bewehrungseinlagen verzichtet werden kann. In diesen Fällen kann jedoch ggf. konstruktive Bewehrung vorhanden sein, beispielsweise um die tragenden Maschinenteile beim Transport zu schützen oder lokale Lasteinleitungsstellen vorzusehen.
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Die Herstellung und Verarbeitung des hier zur Rede stehenden Betons, insbesondere des Faserbetons, ist im Stand der Technik und somit dem Fachmann prinzipiell bekannt und entspricht prinzipiell der Vorgehensweise, wie sie im Bereich der Bautechnik zum Einsatz kommt. So kann die Herstellung des Faserbetons beispielsweise nach der Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton mit dem Titel „Stahlfaserbeton" (21. Entwurf vom April 2005) erfolgen. Ebenso kann hinsichtlich der Herstellung und Verarbeitung des Betons auf die Veröffentlichung der Association Français de Genie Civile mit dem Titel „Interim Recommendations an Ultra-High Performance Fiber-Reinforced Concrete" (2002) zurückgegriffen werden.
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Die balkenförmigen Träger 40, 42 und 44 sind in der vorliegenden Ausführungsform aus Spannbeton hergestellt, wobei es sich bevorzugt um vorgespannten Faserbeton handelt, der besonders bevorzugt eine Mehrzahl von Spanngliedern mit sofortigem Verbund aufweist. Dies bedeutet, dass die Spannglieder keine Hüllrohre oder dergleichen aufweisen, sondern in direktem Verbund mit dem umgebenden Beton stehen.
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Obgleich in 1 nicht ausdrücklich gezeigt, können einer oder mehrere balkenförmige Träger vorzugsweise einen von einem Querschnitt abweichenden und/oder hohlen Querschnitt aufweisen. Auf diese Weise lässt sich das Trag- und Schwingungsdämpfungsverhalten des jeweiligen Trägers weiter optimieren.
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Ferner umfasst die in 1 gezeigte Vorrichtung eine Bearbeitungseinrichtung 70, die in der vorliegenden Ausführungsform als Fräseinneit ausgebildet ist. Diese ist in der vorliegenden Ausführungsform über einen Kreuzschlitten 80 mit dem Ständer 48 verbunden, wobei Teile der Bearbeitungseinrichtung 70 (z. B. ein Gehäuseabschnitt) oder der Kreuzschlitten 80 vorzugsweise ebenfalls aus dem oben beschriebenen zementgebundenem Beton bestehen kann.
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Insgesamt ist die in 1 gezeigte Vorrichtung als Durchlaufmaschine ausgestaltet, bei welcher die Bearbeitungseinrichtung 70 in Förderrichtung stationär oder gegebenenfalls in Grenzen verfahrbar ist und die Werkstücke in der Förder- bzw. Durchlaufrichtung an den jeweiligen Bearbeitungseinrichtungen im Durchlauf vorbeigefördert werden.
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Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 2 schematisch in einer Perspektivansicht dargestellt. Die in 2 gezeigte Vorrichtung 1 umfasst zwei schlittenartige Bearbeitungstische 20, die entlang einer Tragkonstruktion 50, 52 verfahrbar sind. Zu diesem Zweck weist die Tragkonstruktion 50, 52 Führungsabschnitte 56 auf, die in der vorliegenden Ausführungsform als Stahlschienen ausgebildet sind.
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Die Tragkonstruktion 50, 52 besteht auch in der vorliegenden Ausführungsform zumindest abschnittsweise aus dem oben beschriebenen, Zement gebundenen Beton. Vorteilhaft sind jedoch auch weitere Bauteile der in 2 gezeigten Gesamtvorrichtung aus Zement gebundenem Beton herstellt, wie insbesondere das Portal 84 oder der Kreuzschlitten 86, mittels dessen eine Bearbeitungseinrichtung 70 verfahrbar geführt wird.
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Der konstruktive Aufbau des als verfahrbarer Schlitten ausgestalteten Fördermittels 20 ist in 3 in einer teilweisen Perspektivansicht näher gezeigt. Es ist zu erkennen, dass der Schlitten bzw. Tisch 20 in der vorliegenden Ausführungsform als modularer Rahmen aufgebaut ist, der eine Mehrzahl von Querstreben 22, Seitenwangen 24, Querrippen 28 sowie ein Mittelteil 26 aufweist. Diese Bauteile können vorteilhaft ebenfalls aus dem oben beschriebenen Zement gebundenen Beton hergestellt sein, obgleich auch Stahlkonstruktionen oder dergleichen möglich sind.
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Eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 4 schematisch in einer Perspektivansicht dargestellt. Die in 4 gezeigte Vorrichtung 1 dient zum Sägen von Werkstücken und umfasst in der vorliegenden Ausführungsform einen Sägewagen 30, der entlang einer Unterkonstruktion 44 verfahrbar ist, die seitliche Ständer aufweist. An den seitlichen Ständern ist ein horizontaler Druckbalken 84 angebracht, der dazu vorgesehen ist, Werkstücke (nicht gezeigt) auf Tischauflageplatten 46 niederzudrücken. Im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform können eines oder mehrere der vorstehend beschriebenen Bauteile der in 4 gezeigten Bearbeitungsvorrichtung ganz oder teilweise aus dem oben beschriebenen zementgebundenen Beton bestehen. Hierdurch lässt sich ein besonders zuverlässiger, präziser und schonender Sägebetrieb ermöglichen.
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Eine vierte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 ist in 5 schematisch in Perspektiveansichten dargestellt. 5a zeigt zunächst eine Kaschiermaschine, bei welcher Kaschierwalzen 90 an seitlichen Ständern 44 angebracht sind. Dabei können beispielsweise die seitlichen Ständer 44 aus zementgebundenem Beton bestehen und so die Kaschierwalzen 90 lagern. Zwischen den Kaschierwalzen 90 können auf an sich bekannte Weise Werkstücke hindurchgeführt und dabei mit einem Beschichtungsmaterial versehen werden.
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Bei der in 5b gezeigten Variante sind an den Ständern 44 Auftragsdüsen 92 angeordnet, mittels derer hindurchgeführte Werkstücke beispielsweise mit einem Haftmittel versehen werden können, um anschließend das jeweilige Beschichtungsmaterial aufzubringen.
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Eine fünfte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 1 ist in 6 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Es handelt sich hierbei um eine Breitbandschleifmaschine, wobei das Breitbandschleifmittel in 6 nicht gezeigt ist, um die übrigen Maschinenbauteile besser zu erkennen. So besitzt die Bearbeitungsvorrichtung 1 in 6 zunächst eine Traverse 102 und ein Haupttragrohr 104, die sich an einem Hauptträgerkasten 106 abstützen. Diese Bauteile tragen einen Bandspannzylinder 108, eine Spanntrommel 110 und eine Kontaktwalze 114, wobei das Breitbandschleifmittel im eingebauten Zustand um die Spanntrommel 110 und die Kontaktwalze 114 herumgeführt ist.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform können eines oder mehrere der Traverse 102, des Hauptträgerrohrs 104, des Hauptträgerkastens 106 und gegebenenfalls auch der Walzen oder sonstiger Bauteile aus dem erfindungsgemäßen, zementgebundenen Beton hergestellt sein, um so die oben genannten Vorteile zu erzielen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 1045-1 [0023]
- Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton mit dem Titel „Stahlfaserbeton” (21. Entwurf vom April 2005) [0025]
- Association Français de Genie Civile mit dem Titel „Interim Recommendations an Ultra-High Performance Fiber-Reinforced Concrete” (2002) [0025]
